Variazione genetica: tipi e importanza delle variazioni genetiche

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Le variazioni sono differenze morfologiche, fisiologiche, citologiche e comportamentali tra gli individui della stessa specie e la progenie degli stessi genitori. Si trovano in tutti i personaggi e in ogni direzione immaginabile. Pertanto, non ci sono due persone simili.

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Le variazioni appaiono anche nei cloni e nei gemelli monozigoti. Qui vengono acquisiti o causati da mutazioni. Le variazioni acquisite sono solitamente dovute all'effetto dell'ambiente. Non sono ereditati. Le mutazioni sono variazioni ereditabili improvvise o discontinue prodotte a causa di errori nella replicazione del DNA.

Gli organismi sessualmente riproduttivi hanno abbondanti variazioni genetiche. Le variazioni si riducono se vi sono inbreeding intensivi (accoppiamento di organismi strettamente correlati come membri della stessa famiglia, cugini, ecc.). Il fatto era noto ai nostri antenati già nell'80-10000 aC. Sapevano che la riproduzione sessuale comporta variazioni. I nostri antenati hanno sfruttato le variazioni che si trovano nelle piante selvatiche e negli animali per allevare selettivamente piante e animali per l'addomesticamento, ad esempio la razza Sahiwal da mucca selvatica.

Attraverso la selezione selettiva e la selezione artificiale, gli esseri umani hanno allevato centinaia e migliaia di razze e varietà prima della scoperta dei principi dell'ereditarietà. Indica chiaramente che i nostri antenati avevano una buona conoscenza dell'ereditarietà e delle variazioni. Tuttavia, non avevano alcuna idea delle basi scientifiche di questi fenomeni.

Tipi di variazioni:

Le variazioni sono classificate in modo diverso in base a:

(i) Tratto interessato:

Morfologico, fisiologico, citologico e comportamentista.

(ii) Impatto:

Utile, dannoso, neutro o indifferente.

(iii) Parti:

Meristico (numero di parti e loro relazioni geometriche) e sostanziale (aspetto),

(iv) Laurea:

Continuo e discontinuo,

(v) Cellule interessate:

Somatico e germinale,

(vi) Fenotipici (osservabili) e genotipici (costituzionali).

I. Variazioni somatiche o somatogeniche:

Sono variazioni che influenzano le cellule somatiche o corporee degli organismi. Sono anche chiamate modifiche o caratteri acquisiti perché sono presi da un individuo durante la sua vita. Lamarck (1801, 1809) ha basato la sua teoria dell'evoluzione sull'eredità dei personaggi acquisiti. Tuttavia, come dimostrato da Weismann (1892), le variazioni somatiche generalmente muoiono con la morte dell'individuo e sono quindi non ereditabili. Sono causati da tre fattori: ambiente, uso e disuso di organi e sforzi coscienti.

(a) Fattori ambientali:

I fattori ambientali sono media, luce, temperatura, nutrizione, vento, approvvigionamento idrico, ecc. I fattori ambientali determinano cambiamenti nel fenotipo dell'individuo. Differenti cambiamenti nel fenotipo in risposta a diversi fattori ambientali, sono chiamati plasticità fenotipica. Un fenotipo specifico sviluppato in risposta a una particolare condizione ecologica è chiamato ecofenotipo.

Ci sono solo lievi modifiche negli animali, ma nelle piante le modifiche sono molto più evidenti. Ciò è dovuto all'effetto ambientale sui meristemi delle varie parti. Un leggero cambiamento nell'attività meristematica può avere un effetto permanente sulla pianta. L'ambiente può anche cambiare la quantità di fioritura e apportare modifiche non ereditabili nelle parti floreali. Alcuni dei più importanti fattori ambientali sono:

1. Medio:

Alcune piante anfibie mostrano eterofilia con foglie sezionate all'interno dell'acqua e foglie intere all'esterno, ad es. Ranunculus aquatilis. Stockard ha deposto uova di pesce Fundulus in acqua di mare contenente cloruro di magnesio. I giovani allevati in tale mezzo possedevano un occhio mediano invece dei due soliti occhi laterali. L'ortensia porta fiori blu in terreno acido e fiori rosati in terreno alcalino.

2. Luce:

In assenza di luce le piante rimangono etiolate. Shade produce intemodi allungati e foglie più sottili e più larghe. Aumenta la morbidezza di molte verdure. Una luce forte, al contrario, aiuta a produrre più tessuto meccanico e foglie più piccole e più spesse. Il parenchima della palizzata diventa multistrato sotto una luce intensa, ma rimane monostrato sotto intensità moderate di luce (ad esempio, pesca).

L'effetto della luce è stato osservato anche da Cunningham nel pesce piatto di Solea. Il pesce riposa abitualmente sul lato sinistro. Sviluppa pigmentazione e occhi sul lato destro, il lato esposto alla luce. Se il lato sinistro è esposto alla luce nel pesce giovane, entrambi gli occhi e la pigmentazione si sviluppano su quel lato.

3. Temperatura:

La temperatura influenza direttamente l'attività metabolica degli organismi e il tasso di traspirazione nelle piante. Le piante che crescono nell'area calda mostrano il nanismo delle parti aeree e una maggiore crescita del sistema radicale. La forte luce solare e le alte temperature determinano l'abbronzatura della pelle umana producendo più melanina per proteggersi dall'eccessivo isolamento e dalle radiazioni ultraviolette.

4. Nutrizione:

L'individuo dotato di un'alimentazione ottimale cresce meglio mentre quello sotto-nutrito mostra una crescita stentata. L'abbondanza o la carenza di un sale minerale produce vari tipi di deformità nelle piante. Una larva di ape mellifera alimentata con pappa reale diventa regina mentre quella alimentata con il pane d'api si trasforma in lavoratrice.

5. Acqua:

Le piante che crescono in terreni privi di acqua o in zone con poca pioggia mostrano modifiche per ridurre la traspirazione e trattenere l'acqua, ad esempio, succulenza, spine, foglie ridotte, rivestimento spessa, stomi affondati, ecc. Quelli che crescono in ambienti umidi e umidi producono rigogliosi crescita.

(b) Uso e disuso di organi:

Questo è per lo più osservato negli animali superiori. L'organo che viene messo in uso si sviluppa più mentre l'organo meno utilizzato si sviluppa poco. Un lottatore o un giocatore che fa esercizio quotidiano sviluppa un corpo più forte e muscoloso di un altro uomo che non fa alcun esercizio. Un leone, una tigre o un orso tenuti in uno zoo è più debole di quello che vive nella giungla.

(c) Sforzi Consapevoli:

Le modifiche dovute a sforzi coscienti si osservano solo in quegli animali che hanno intelligenza. Ricevere educazione, addestramento di alcuni animali domestici, corpi magri, noioso pinna, collo lungo, piccoli piedi, mutilazioni negli animali domestici, bonsai, ecc. Sono alcuni degli esempi di sforzi coscienti.

II. Varianti di Germinal o Blastogenic:

Sono prodotti nelle cellule germinali di un organismo e sono ereditabili. Possono essere già presenti negli antenati o possono essere formati all'improvviso. Di conseguenza, le variazioni germinali sono di due tipi, continue e discontinue.

1. Variazioni continue:

Sono anche chiamate variazioni fluttuanti perché fluttuano su entrambi i lati (sia più che meno) di una media o di una media per la specie. Le variazioni continue sono tipiche delle caratteristiche quantitative. Mostrano differenze rispetto alla media che sono connesse con piccole forme intermedie.

Se tracciato come un grafico, si troverà che la caratteristica media o normale è posseduta dal numero massimo di individui. Il numero di individui diminuirà con l'aumento del grado di fluttuazione. Il grafico apparirà a forma di campana (Fig. 5.39). Variazioni continue sono già presenti in diversi organismi o razze di una specie.

Sono prodotti da:

(i) Possibilità di separazione o segregazione dei cromosomi al momento della formazione di gameti o spore.

(ii) Attraversamento o scambio di segmenti tra cromosomi omologhi durante la meiosi.

(iii) Possibilità di combinazione di cromosomi durante la fecondazione. Pertanto, queste variazioni sono anche conosciute con il nome di ricombinazione.

Rendono un organismo più adatto a lottare per l'esistenza in un particolare ambiente. Inoltre consentono agli esseri umani di migliorare le razze di piante e animali importanti. Tuttavia, non sono in grado di formare una nuova specie sebbene Darwin (1859) abbia basato la sua teoria dell'evoluzione della selezione naturale su variazioni continue. Vizi vitali continui sono di due tipi:

(a) Sostanziale:

Influenzano l'aspetto tra cui forma, dimensioni, peso e colore di una parte o di tutto l'organismo, ad esempio, altezza, forma del naso, colore della pelle, colore degli occhi, capelli, lunghezza delle dita delle mani o dei piedi, resa di latte, uova, ecc. .

(b) Meristico:

Influenzano il numero di parti, ad esempio, più alleli nei gruppi sanguigni, numero di grani in una spiga di grano, numero di segmenti di epicalyx in Altea, tentacoli in Hydra o segmenti in lombrichi, ecc.

2. Variazioni discontinue:

Sono anche chiamati sport, salazioni o mutazioni. Sono improvvisamente imprevedibili discese ereditabili dalla normalità senza uno stadio intermedio. L'organismo in cui si verifica una mutazione è chiamato mutante. Variazioni discontinue costituiscono la base della teoria dell'evoluzione della mutazione proposta da de Vries (1902).

Variazioni o mutazioni discontinue sono causate da (a) aberrazioni cromosomiche come delezione, duplicazione, inversione e traslocazione, (b) Cambiamento del numero cromosomico attraverso aneuploidia e poliploidia, (c) Cambiamento nella struttura e nell'espressione genica a causa di aggiunta, delezione o cambiamento in nucleotidi.

Le variazioni discontinue sono di due tipi: (a) Sostanziali. Essi influenzano la forma, la dimensione e il colore, ad esempio, pecore di Ancon corte o zampe senza corna, gatti senza pelo, pezzati pezzati nell'uomo, brachidattilia, sindattilia, ecc. (B) Meristici. Influenzano il numero di parti, ad esempio la polidattilia (sei o più cifre) nell'uomo.

Importanza delle variazioni:

1. Le variazioni rendono alcuni individui meglio adattati nella lotta per l'esistenza.

2. Aiutano le persone ad adattarsi in base all'ambiente che cambia.

3. Variazioni discontinue o mutazioni producono nuovi tratti negli organismi.

4. Le variazioni consentono agli allevatori di migliorare le razze di piante e animali utili per una maggiore resistenza, una migliore resa, una crescita più rapida e un input minore.

5. Costituiscono la materia prima per l'evoluzione.

6. Le variazioni danno ad ogni organismo una distinta individualità.

7. A causa delle variazioni, le specie non rimangono statiche. Invece, si stanno lentamente modificando formando nuove specie con il tempo.

8. I preadattamenti causati dalla presenza di variazioni neutre sono estremamente utili per la sopravvivenza contro i cambiamenti improvvisi nell'ambiente, ad esempio la resistenza contro un nuovo pesticida o un antibiotico.

9. Le variazioni ortogenetiche (direzionali o determinate) prendono parte alla formazione di nuove specie.